摘要: 近几年，根据国家推出绿色安全开采相应政策，地下开采形成的空区稳定性问题得到政府的高度关注。采空区不仅使采矿工作者存在安全风险，而且对下部回采造成安全隐患。由于空区自身条件及赋存条件的复杂性，采空区的稳定性无法确定。当空区顶板暴露面... 展开 近几年，根据国家推出绿色安全开采相应政策，地下开采形成的空区稳定性问题得到政府的高度关注。采空区不仅使采矿工作者存在安全风险，而且对下部回采造成安全隐患。由于空区自身条件及赋存条件的复杂性，采空区的稳定性无法确定。当空区顶板暴露面积过大，体积过大，无矿柱支撑时，空区破坏的风险就越大。本文依靠大型空区稳定性分析与治理为研究主题，结合矿山实际存在的大型空区，采用综合手段，对采空区实行现场调查及监测、理论分析、数值模拟等方法，对大型空区稳定性进行分析，并依据分析结果，对空区提出治理办法。 （1）通过对现场工程地质调查的方式，采用RMR岩体质量评价的方法，得到了矿山岩体质量评价等级为Ⅱ级。通过室内试验的方法，采用相关公式进行推算演化，对矿山岩石力学参数进行确定。 （2）采用力学分析方法，分析空区顶板上覆岩层的破坏规律，提出了空区上覆岩层“三带”划分，即冒落带、裂隙带、弯曲带。通过理论分析，构建空区顶板的力学模型，采用破裂拱理论法、极限分析等方法，使用Matlab软件对结果进行计算分析，得到空区顶板安全厚度的拟合公式0.956H?0.67 L?。 （3）采用了SURPAC和FLAC3D藕合建模技术，构建了空区的计算模型。在自重应力条件下，对空区稳定性进行数值分析，得到了空区顶板应力位移云图。从图分析可知，采空区的应力集中部位主要为空区周边的岩体中，跨度越大的部位，空区压应力及拉应力越大。在3#附近，空区上覆岩层最大位移量为9.96cm。 （4）通过对空区顶板冒落情况的近一年的监测分析，在跨度较大的区域，得到了CZK01及CZK05冒落高度为0.20m左右，CZK02顶板下部出现裂隙。结合数值模拟分析，进一步得到空区3#附近及周边岩体的不稳定。 （5）通过对大型空区的调查稳定性分析，研究了空区治理方案，最终选择空区治理办法为尾砂胶结充填，对充填体采用L9（34）正交实验研究，确定了灰砂比、浓度、养护时间。根据空区的特点及存窿矿的回收情况，确定了充填顺序为：走向上从西向东充填，竖直方向上采用上向水平充填。充填完成后对大空区稳定性进行数值模拟分析及现场监测，得到空区围岩的应力降低。 收起